コンピューターの進化を流星と呼ぶのは控えめな表現のように思えます。ムーアの法則を考えてみましょう。これはゴードン ムーアが 1965 年に行った観察です。彼は、シリコン チップ上に詰め込めるトランジスタエンジニアの数が毎年 2 倍になっていることに気づきました。その躁状態のペースは年月の経過とともに緩やかになり、24 か月のサイクルになりました。
コンピュータ技術の猛烈なスピードでの発展に対する認識は、国民の意識に浸透しています。店でコンピューターを買ったら、家に帰る頃にはもう古いことに気づく、というジョークを誰もが聞いたことがあるでしょう。コンピューターの将来はどうなるでしょうか?
マイクロプロセッサ メーカーが今後もムーアの法則を遵守できると仮定すると、コンピュータの処理能力は 2 年ごとに 2 倍になるはずです。つまり、100 年後のコンピューターは、現在のモデルよりも 1,125,899,906,842,624 倍強力になることになります。それは想像するのが難しいです。
しかし、ゴードン・ムーアですら、ムーアの法則がそれほど長く続くと仮定することには警告するだろう。 2005年にムーア氏は、トランジスタが原子スケールに達すると、越えることのできない基本的な障壁に遭遇する可能性があると述べた。その時点で、同じスペースにさらに多くのトランジスタを詰め込むことはできなくなります。
より多くのトランジスタを備えたより大きなプロセッサチップを構築することで、その障壁を回避できるかもしれません。ただし、トランジスタは熱を発生するため、プロセッサーが高温になるとコンピューターがシャットダウンする可能性があります。高速プロセッサを搭載したコンピュータには、過熱を避けるために効率的な冷却システムが必要です。プロセッサ チップが大きいほど、フルスピードで動作しているときにコンピュータが発生する熱も多くなります。
もう 1 つの戦略は、マルチコア アーキテクチャに切り替えることです。マルチコア プロセッサは、その処理能力の一部を各コアに割り当てます。彼らは、より小さなコンポーネントに分解できる計算の処理に優れています。ただし、分解できない大規模な計算問題を処理するのはそれほど得意ではありません。
将来のコンピューターは、従来のマシンとはまったく異なるモデルに依存する可能性があります。古いトランジスタベースのプロセッサを放棄したらどうなるでしょうか?
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光学、量子処理、DNA コンピューター
光ファイバー技術はすでにコンピューターに革命を起こし始めています。光ファイバーデータラインは信じられないほどの速度で情報を伝送し、従来のケーブルのように電磁干渉に対して脆弱ではありません。電気の代わりに光を使って情報を送信するコンピューターを構築したらどうなるでしょうか?
利点の 1 つは、光学またはフォトニック システムが従来の電子トランジスタ プロセッサよりも発熱が少ないことです。データの送信速度も速くなります。しかし、技術者たちは量産可能な小型光トランジスタをまだ開発していない。チューリッヒ工科大学の科学者たちは、わずか 1 分子の大きさの光トランジスタを構築することに成功しました。しかし、このシステムを効果的にするために、科学者たちは分子を摂氏マイナス 272 度、つまり 1 ケルビンまで冷却する必要がありました。これは深宇宙よりもほんの少し暖かい程度です 。これは平均的なコンピュータ ユーザーにとって現実的ではありません。
フォトニックトランジスタは量子コンピュータの一部になる可能性がある。 2 進数またはビットを使用して演算を実行する従来のコンピューターとは異なり、量子コンピューターは量子ビットまたは量子ビットを使用します。ビットは 0 または 1 のいずれかです。オフまたはオンのスイッチのようなものだと考えてください。しかし、量子ビットは同時に 0 と 1 (またはその間の何か) になることができます。スイッチはオフとオンの両方、およびその間のすべてです。
実用的な量子コンピューターは、小さな問題に分割できる大きな問題を、従来のコンピューターよりもはるかに速く解決できるはずです。私たちはこれらの問題を、恥ずかしいことに並列問題と呼んでいます。しかし、量子コンピューターはその性質上、不安定です。コンピューターの量子状態が狂うと、マシンは従来のコンピューターの計算能力に戻る可能性があります。チューリッヒ工科大学で作成された光送信機と同様、量子コンピューターは量子状態を保存するために絶対零度よりわずか数度高い温度に保たれます。
おそらくコンピューターの未来は私たちの中にあります。コンピューター科学者のチームは、DNA を使用して情報を処理するコンピューターの開発に取り組んでいます。コンピューターサイエンスと生物学のこの組み合わせは、次世代コンピューターへの道を導く可能性があります。 DNA コンピューターには、従来のマシンに比べていくつかの利点がある可能性があります。たとえば、DNA は豊富で安価なリソースです。 DNA をデータ処理ツールとして利用する方法が発見されれば、コンピューター分野に革命をもたらす可能性があります。
量子物理学の世界は、特に古典物理学しか知らない人にとっては奇妙な世界です。原子粒子の世界から分子構造までを含む量子レベルでは、通常のルールは適用されません。たとえば、量子イベントを観察すると、そのイベントの結果が変化することがわかっています。したがって、何らかの方法で変更せずに量子スケールで何かを測定することは不可能です。
ユビキタスコンピューティング
未来を舞台にした SF 物語の人気のテーマは、ユビキタス コンピューティングです。この未来では、コンピュータは非常に小型になり、ほぼあらゆるものに組み込まれるほど普及しました。床にコンピューターセンサーが設置されており、身体の健康状態を監視できる場合があります。車で通勤する際に役立つ、車に搭載されたコンピューター。そして、実質的にどこにでもあるコンピューターがあなたのあらゆる動きを追跡します。
それは爽快でありながら恐ろしい未来のビジョンです。一方で、コンピュータ ネットワークは非常に堅牢になり、インターネットに常に高速で信頼性の高い接続ができるようになるでしょう。どこにいても、サービスの中断を心配することなく、選択した相手と通信できます。しかしその一方で、企業、政府、その他の組織があなたに関する情報を収集し、どこにいてもあなたを監視することも可能になります。
私たちは過去 10 年間にわたってユビキタス コンピューティングへの歩みを見てきました。自治体の Wi-Fi プロジェクトと、LTE や WiMAX などの 4G テクノロジーにより、ネットワーク コンピューティングは有線マシンの世界をはるかに超えて拡張されました。スマートフォンを購入すれば、ほんの数秒で World Wide Web 上のペタバイト規模の情報にアクセスできます。信号機のセンサーや生体認証デバイスは、私たちの存在を検出できます。私たちが接触するほぼすべてのものにコンピューターやセンサーが組み込まれる日もそう遠くないかもしれません。
ユーザー インターフェイス テクノロジーにも大きな変革が起こるかもしれません。現在、ほとんどのコンピュータは、コンピュータのマウス、キーボード、トラッキング パッド、またはコマンドを入力するその他の表面などの物理的な入力インターフェイスに依存しています。ユーザーの音声を認識したり、目の動きを追跡してコマンドを実行したりできるコンピューター プログラムもあります。コンピューター科学者や神経学者は、人々が自分の思考だけを使ってコンピューターを操作できるようにするさまざまな脳とコンピューターのインターフェイスの開発に取り組んでいます。知るか？将来のコンピューターは、私たちの欲望にシームレスに反応するかもしれません。
100年まで推定するのは困難です。技術の進歩は必ずしも直線的または対数的であるとは限りません。私たちは何十年にもわたる進歩を経験し、その後、予期せぬ障壁にぶつかってほとんど前進しない期間を経験するかもしれません。一方、一部の未来学者によれば、100 年以内にはコンピューターと人間の間に意味のある違いはなくなるかもしれません。その世界では、私たちは現在の姿では想像もできないペースで進化できる新しい種に変身することになります。将来がどうなるにせよ、私たちが依存しているマシンは今日のコンピューターとは大きく異なるものになると考えて間違いありません。
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